表面等離子體耦合定向發(fā)射熒光法.pdf

1、表面等離子體耦合定向發(fā)射熒光法(SPCDE)是利用激發(fā)態(tài)的熒光團(tuán)和金屬表面等離子體的耦合近場(chǎng)作用而建立起來的表面增強(qiáng)熒光技術(shù)。作為一種新型熒光技術(shù)，SPCDE展現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：高度的角度定向發(fā)射性、熒光發(fā)射偏振性、波長(zhǎng)分辨性、有效的背景信號(hào)抑制等，其在生物傳感、界面分析等領(lǐng)域中顯露出廣闊的應(yīng)用前景。本論文致力于構(gòu)建表面等離子體耦合定向熒光法的實(shí)驗(yàn)裝置，并在此基礎(chǔ)上開展相關(guān)研究，進(jìn)而將其應(yīng)用于生物傳感體系。論文分為六章： 第一章

2、緒論。該章從表面增強(qiáng)熒光技術(shù)的簡(jiǎn)要介紹開始，闡述了表面等離子體共振的原理并以此引出表面等離子體耦合定向熒光法的技術(shù)原理、發(fā)展及其在生物領(lǐng)域中的應(yīng)用，最后提出本論文的研究思路。 第二章表面等離子體耦合定向熒光檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)。在自制多功能熒光儀上實(shí)現(xiàn)SPCDE熒光信號(hào)的檢測(cè)，并且該儀器與激光作為光源的SPCDE儀相比可以進(jìn)一步獲得激發(fā)光譜信息。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)SPCDE展開深入的研究。結(jié)果證明，納米金屬表面的熒光團(tuán)與等離子體耦合產(chǎn)生定向發(fā)射熒

3、光信號(hào)，該信號(hào)具有高p-偏振性。理論計(jì)算模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)相吻合。同時(shí)研究表明了SPCDE可以在無需增加光學(xué)元件的條件下實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)分辨，并且具有抑制背景信號(hào)的能力。 第三章表面等離子體耦合定向熒光法的小型裝置。以改裝過的市售激光筆作為光源，自主搭建SPCDE小型實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，完全能夠滿足一般的SPCDE測(cè)試要求。并運(yùn)用該裝置進(jìn)行了表面等離子體耦合定向熒光法和表面等離子體場(chǎng)增強(qiáng)熒光法的光學(xué)性質(zhì)的

4、比較。 第四章基于過渡金屬鐵的SPCDE研究。首次成功地把表面等離子體耦合定向熒光法研究拓展到重要的過渡金屬鐵。菲涅耳方程理論計(jì)算預(yù)測(cè)355nm-1088nm范圍內(nèi)的光在固定角度范圍內(nèi)(70°-75°)能夠有效耦合25nm光滑鐵膜的表面等離子體。實(shí)驗(yàn)證明金屬鐵膜上熒光染料的SPCDE信號(hào)具有較高的p-偏振性和定向性，并且定向發(fā)射角度都固定在一定范圍。通過與金膜為基底的SPCDE信號(hào)相比較，證明在納米鐵膜上可以實(shí)現(xiàn)固定檢測(cè)角度監(jiān)控

5、不同波長(zhǎng)的熒光信號(hào)。 第五章基于核酸適配子構(gòu)型轉(zhuǎn)換的SPCDE熒光傳感。采用核酸適配子作為識(shí)別和報(bào)告分子，首次提出結(jié)合金屬共振能量轉(zhuǎn)移猝滅效應(yīng)和表面等離子體耦合增強(qiáng)效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)凝血酶簡(jiǎn)單、快速、特異檢測(cè)。通過對(duì)比不同化學(xué)固定方式，選擇親和素-生物素法作為適配子探針的固定方法。通過對(duì)熒光信號(hào)偏振和信號(hào)角度分布情況考察，證明了熒光增強(qiáng)是由表面等離子耦合效應(yīng)引起的。 第六章結(jié)語(yǔ)與展望?？偨Y(jié)了本論文研究工作的創(chuàng)新性，并對(duì)研究工作